глутамин за счет гидролиза под влиянием глутаминазы распадается на свободную глутаминовую кислоту и аммиак. Дополнительно глутамин используется почками как резервный источник аммиака для нейтрализации кислых продуктов при ацидозах. Защищая организм от потери с мочой ионов натрия, глутамин участвует также в синтезах пуриновых нуклеотидов.
Синтез мочевины (орнитиновый цикл)
NH3 + CO2
мочевина орнитин
аргинин цитруллин
аргинин-
янтарная
кислота
В печени осуществляется основной механизм обезвреживания поступившего из периферических тканей аммиака – синтез мочевины, или орнитиновый цикл.
Образовавшаяся мочевина из печени поступает в кровь и как хорошо растворимое вещество свободно выделяется из организма с мочой. В синтезе мочевины происходит нейтрализация как аммиака, так и СО2, что имеет важное значение в поддержании рН. Действительно, цикл мочевины также обеспечивает механизм для экскреции избытка HCO3− , в частности, появляющихся при декарбоксилировании аминокислот:
- HCO3− + 2NH4+ → H2N − CO − NH2 + 2H2O + H+
Мочевина
2. HCO3− + H+ → H2O + CO2
Суммируем: 2HCO3− + 2NH+4 → H2N − CO − NH2 + CO2 + 3H2O
Таким образом, две молекулы углекислоты элиминируют при синтезе каждой молекулы мочевины – одна в структуре мочевины, а вторая распадается на СО2 и Н2О, которые легко экскретируются из организма.
Как видно, организм животного довольно надежно защищен от изменений концентрации водородных ионов. Однако при длительных поступлениях больших количеств кислых или щелочных продуктов защитные системы истощаются, и организм переходит к некомпенсированным сдвигам, характеризующимся изменением величины рН,
представляя тем самым существенную угрозу животному. Такие сдвиги получили название ацидозов и алкалозов.
Метаболический ацидоз является общей формой нарушений кислотно-щелочного баланса. Метаболический ацидоз обычно развивается в результате повышенного образования кислот (молочной кислоты, кетозы, длительное голодание, ацидоз рубца), повышенной потери HCO3− , или нарушения почечной экскреции Н+. Снижение почечной экскреции Н+ может быть при гломерулонефритах, а потери HCO3− обычно имеют место при диареях.
Метаболический алкалоз у жвачных может быть при задержке сока с высокой концентрацией Н+ в сычуге (смещение сычуга, закупорка первой части тонкого кишечника). Обычно корма растительного происхождения подщелачивают организм, а животные корма его подкисляют.
Для выяснения состояния кислотно-щелочного равновесия организма в ветеринарной клинической практике принято определять резервную щелочность крови (метод Ван-Слайка). Резервная щелочность (РЩ) – это способность крови связывать СО2. РЩ – это количество мл углекислоты, которое может связаться в форме бикарбоната 100 мл плазмы (сыворотки). В норме величина РЩ плазмы крови крупного рогатого скота 46–66 об% СО2. Снижение этого показателя (часто в зимне-весенний период года) у скота характерно для ацидозов.
БИОХИМИЯ СИСТЕМЫ МОЧЕВЫВЕДЕНИЯ
Нормальное функционирование организма животного возможно лишь при условии постоянства его внутренней среды. Это постоянство, или гомеостаз, формируется осмотическим давлением, величиной рН, соотношением растворенных веществ в органах, крови, межклеточных и внутриклеточных жидкостях. Важнейшим органом, обеспечивающим гомеостаз организма, являются почки.
Состав межклеточной и внутриклеточной жидкости постоянно должен оставаться в определенных границах, избегая больших внезапных изменений объема жидкости. Поэтому механизмы гомеостаза поддерживают постоянный состав и объем плазмы крови.
Многие органы участвуют в регуляции состава и объема крови и таким образом способствуют стабилизации межклеточной жидкости. Пищеварительная система абсорбирует вещества – источники энергии, печень трансформирует различные органические соединения, а дыхательная система удаляет СО2 и обеспечивает использование кислорода. При этом почки в первую очередь стабилизируют объем и концентрацию ионов межклеточной жидкости. При потреблении животным большого количества воды или солей их избыток экскретируется через почки. В случае недостаточного потребления воды или солей экскреция будет снижена до минимума.
Другой важнейшей функцией почек является экскреция чужеродных веществ и конечных продуктов метаболизма. В то же время почки сохраняют соединения, такие как глюкоза, аминокислоты, белки, предупреждая их потерю в составе мочи.
Важными функциями почек, связанными с экскрецией мочи,
являются:
-
стабилизация осмотических свойств и объема межклеточной жидкости;
-
регуляция концентрации ионов в межклеточной жидкости;
-
удаление конечных продуктов метаболизма из крови;
-
удаление чужеродных веществ из крови;
-
поддержание кислотно-щелочного равновесия путем изменения экскреции ионов водорода и ионов бикарбоната (HCO3− );
-
синтез глюкозы в процессе глюконеогенеза, что позволяет поддерживать должный уровень глюкозы при длительном голодании;
-
синтез гормона эритропоэтина, который стимулирует образование и созревание эритроцитов в костном мозге;
-
трансформация витамина D в активную форму – кальцитриол, что обеспечивает регуляцию метаболизма кальция и фосфора, продукция ренина, фермента, регулирующего образование гормона ангиотензина 11, который предупреждает снижение объема внеклеточной жидкости и артериального давления крови.
